Szakirány: AUTOMATIKA ÉS ALKALMAZOTT INFORMATIKA Záróvizsga tematika 2015/2016
I. Rendszerelmélet, jelfeldolgozás 1. Laplace transzformáció. 2. Z transzformáció. Mintavételezési módszerek. Shannon tétele. 3. Átviteli függvény. Átviteli függvények algebrája. Első- és másodfokú rendszerek. Holtidős rendszerek. 4. Lineáris rendszerek stabilitása (pólusok elhelyezkedése a komplex síkban, Bode diagram, a fázistartalék). 5 Lineáris rendszerek állapotteres modellje. Stabilitás állapottérben. Rendszerek szabályozhatósága és megfigyelhetősége. Lyapunov stabilitási kritérium. 6. Jelek frekvenciatartománybeli analízise. A Fourier transzformált. 7. Digitális szűrők jellemzői. A FIR szűrő és az IIR szűrők közötti külömbség. A jelek szűrése FIR szűrő esetében és IIR szűrő esetében. II. Irányítástechnika 1. Folytonos és diszkrét P, PD, PI, PID szabályozók. 2. Mintarendszer alapú szabályozás tervezése. Másodfokú mintarendszer és tranziens jellemzői. (túllövés, szabályozási idő, beállási idő). 3 A proporcionális és integráló szabályozás hatása az állandósult állapotra. 4. Szabályozók kísérleti beállítása (Ziegler – Nichols módszer, hangolás az átmeneti függvény alapján). 5. A kaszkád szabályozás elve. III. Mesterséges intelligencia, identifikáció 1. Perceptron típusú előrecsatolt többrétegű neuronháló (felépítés és tanítás). 2. Mamdani típusú fuzzy következtető rendszer. 3. Rendszerek parametrikus becslése a legkisebb négyzetes módszerrel (LS), ARMA modell típusok, nem-rekurzív LS változat (off-line algoritmus), rekurzív LS változat (on-line algoritmus). IV. Számítógép architektúrák, folyamatirányító számítógépek, ipari kommunikáció 1. A szekvenciális számítógépek központi végrehajtó egységének belső felépítése. 2. Függvényhívási utasítás végrehajtásához szükséges CPU alegységek és azok feladatai. 3. Az utasítás-formátum hatása a processzorok utasítás-készlet architektúra (ISA – Instruction Set Architecture) szintjének tervezésére.
4. Az operatív tárak szervezése. Lap- és szegmensszervezésű virtuális tár. 5. Vektorizált megszakításrendszert alkalmazó I/O adatátvitelek végrehajtása. 6. Az utasítások végrehajtásának párhuzamosítása. Erőforrás- és adatfüggőségek kezelése a csővezeték-struktúrák (pipe-line-ok) alkalmazásában. 7. PLC hardware felépítés. Mikroprocesszor alapú PLC. - Általános hardware felépítés. Funkciók. Központi és logikai egység. Processzor típusok. Moduláris felépítésű PLC. Digitális és analóg ki-bemenetek. Számláló és időzítő funkciók. - PLC ki-bemeneti egységei. Digitális és analóg fokozatok. 8. PLC programozás. - Általános tudnivalók, programozási nyelvek, szabvány szerinti besorolások. Alapszoftware. PLC szervezőblokkok. Program struktúra. Felhasználói programok. Létralogika programozás – általános elvek. 9. PLC-k kommunikációs rendszere. Fizikai szint. RS232, RS485 szabvány. - PLC kommunikációs szükségletek. Pont-pont kommunikáció. Soros aszinkron adatátvitel. RS szabványok. Fizikai szint, logikai szint. V. Mikroprocesszoros rendszerek, mikróvezérlők 1. Mikrovezérlő architektúrák ismertetése (Harvard, modified Harvard). Belső, 8, 16 bites cím és adatsínek bemutatása, vezérlő sínek jelentőségének kiemelése. Az utasítás végrehajtás lépései, központi végrehajtó rendszer és perifériák kapcsolata a mikrovezérlőkben. Órajel frekvencia és utasítás végrehajtás közötti összefüggések. 2. Különböző módszerek a mikrovezérlő programmemóriájának beprogramozására. Tárrezidens betöltő program, programozó áramkörök. Integrált fejlesztői környezetek, programfejlesztés. 3. Alap perifériák ismertetése: multifunkcionális ki és bemeneti csatornák, csatornatömbök. Időzítő és számláló áramkörök (timers and counters). 4. Speciális perifériák ismertetése: mintavételi áramkörök, összehasonlító áramkörök, PWM generátorok, analóg-digitális átalakítók, szinkron és aszinkron adatátviteli csatolóáramkörök (interfészek: USART, SPI és I2C). 5. Megszakítás rendszer mikrovezérlőkben. Prioritás szintek, megszakítás vektorok, megszakítások lekezelésének módozatai. 6. Digitális jelprocesszorok (DSP) jellemzői. DSP és mikrovezérlők közötti különbségek. DSP motor jellemzői, adat és programmemória jellemzők.
Márton Lőrinc
2016. 01. 15
Domeniu: AUTOMATICĂ ȘI INFORMATICĂ APLICATĂ Tematica examenului de licență 2015/2016 I. Teoria sistemelor, prelucrarea semnalelor 1. Transformata Laplace. 2. Transformate Z. Metode de eșantionare a semnalelor. Teorema Shannon. 3. Funcția de transfer. Algebra funcțiilor de transfer. Sisteme de ordinul I și II. Sisteme cu timp mort. 4. Stabilitatea sistemelor liniare (poluri în planul complex, diagrama Bode, rezerva de fază). 5 Modelul sistemelor lineare în spatiul stărilor. Stabilitate în spațiul stărilor. Observabilitatea și controlabilitatea sistemelor. Criteriul Lyapunov de stabilitate. 6. Analiza semnalelor în domeniul frecvență. Transformata Fourier. 7. Filtre digitale – caracteristici principale. Diferența dintre filtrele FIR și IIR. Procedura de filtrare cu un filtru FIR respectiv filtru IIR. II. Ingineria reglării automate 1. Regulatoare P, PI, PD, PID continue și discrete 2. Proiectarea reulatoarelor pe baza sistemului de referință. Sistemul de referință de ordinul doi. Caracteristici tranzitorii. (surpareglaj, timp de reglare). 3 Efectul reglării proporționale și integrale pe regimul staționar. 4. Acordarea regulatoarelor (metoda Ziegler – Nichols, acordare pe baza răspunsului indicial). 5. Principiul reglării în cascadă.
III. Inteligență artificială, identificarea sistemelor 1. Rețele neuronale multi-strat tip perceptron (arhitectură și antrenare). 2. Sisteme fuzzy tip Mandani. 3. Identificarea parametrică a sistemelor cu metoda celor mai mici pătrate (LS –Least Squares). Tipuri de modele ARMA, varianta LS nerecursivă (off-line), varianta LS recursivă (on-line). IV. Arhitectura calculatoarelor, comunicații industriale, Controlerele Programabile Logice 1. Structura internă a unității centrale de prelucrare a calculatoarelor secvențiale. 2. Componente ale CPU necesare pentru execuția instrucțiunilor de apel de funcții, și rolul acestora. 3. Efectul formatului de instrucțiunilor asupra proiectării procesoarelor la nivelul arhitecturii setului de instrucțiuni (ISA - Instruction Set Architecture). 4. Organizarea memoriei operative. Memorii virtuale cu paginare și segmentare. 5. Execuția transferurilor I/O cu ajutorul sistemului de întreruperi vectorizat. 6. Paralelizarea execuției instrucțiunilor. Dependențe de resurse și de date în exploatarea structurilor pipe-line.
7. Structura hardware PLC. Descriere funcțională. PLC cu microprocesoare. – Descrierea generală a structurii hardware al unui automat programabil. Prezentarea ALU. Automate cu microprocesoare. Tipuri. Unitatea de intrări - ieșiri digitale și analogice. Funcții numărător și funcții de temporizare – Structura IO al automatelor. Prezentarea detaliată a intrărilor și ieșirilor digitale respectiv analogice. 8. Programarea automatelor. – Prezentare generală. Limbaje de programare. Sistemul de operare. Blocuri sistem. Structura programului. Programe utilizator. Programare în limbaj Ladder Logic – principii fundamentale. 9. Sistemul de comunicații ale automatelor programabile. Nivelul fizic. Protocolul RS232, RS485. Necesitățile de comunicare ale automatelor. Comunicații tip punct-punct. Protocoale seriale RS232, RS485 nivel fizic, nivel logic. V. Sisteme cu micorprocesoare, micorcontrollere 1. Arhitecturi răspândite de microcontrolere (Harvard, modified Harvard). Magistrale de adrese, date, semnale de control interne de 8, 16 biți, sublinierea importanței semnalelor de control și sincronizare. Executarea instrucțiunilor, legături la nivel fizic și logic între unitatea centrală de execuție și periferii. Dependența dintre semnalul de tact și execuția instrucțiunilor. 2. Metode utilizate frecvent pentru programarea memoriei de instrucțiuni. Circuite de programare, program de încărcare rezident în memoria de program (bootloader). Medii de dezvoltare integrate, dezvoltare de programe pentru microcontrolere. 3. Prezentarea periferiilor de bază: canale multifuncționale de intrare/ieșire, blocuri de canale (porturi). Circuite de temporizare și numărătoare (timers and counters). 4. Prezentarea periferiilor speciale: circuite de eșantionare, circuite comparatoare (logice și analogice), generatoare PWM, interfețe de comunicație serială sincrone și asincrone. (interfețe: USART, SPI și I2C). 5. Sistemul de întreruperi în microcontrolere. Nivele de prioritate, vectori de întrerupere. Metode de deservire al întreruperilor. 6. Caracteristicile principale ale procesoarelor numerice de semnal (DSP). Diferența dintre DSP și microcontroler. Motorul DSP, caracteristicile principale ale memoriei de date și memoriei de program.
Márton Lőrinc
15. 01. 2016.
Irodalom / Bibliografie [1] Márton L. F. Jelek és rendszerek, Scientia kiadó, Kolozsvár, 2006. [2] Márton L. F., György K., Semnale şi sisteme,. MatrixRom kiadó, Bukarest, 2010. [3] Kutasi D. Nimród – Digitális jelfeldolgozás – előadás jegyzetek. Sapientia EMTE Műszaki és Humántudományok Kar, belső hálózat. [4] Sen M. Kuo, Woon-Seng S. Gan:Digital Signal Processors : Architectures, Implementations, and Applications, Prentice Hall; 2004. [5] Ádám Tihamér és társai: Digitális jelprocesszorok es infokommunikációs alkalmazásaik, OBO BT, 2007. [6] Márton L. Irányítástechnika, Scientia kiadó, Kolozsvár, 2006. [7] Lantos B. Irányítási rendszerek elmélete és tervezése, I kötet, Akadémiai kiadó, Budapest, 2001. [8] Dávid László, Márton László, Retele neuronale și logica fuzzy in automatizări, Tg. Mures, Editura Universitatii Petru Maior, 2000. [9] Altrichter Márta, Horváth Gábor, et al., Neurális hálózatok, Budapest, Panem Könyvkiadó, 2006. [10] Kóczy T. László, Tikk Domonkos, Fuzzy rendszerek, Budapest, Typotex, 2000. [11] L. Ljung, System Identification, Theory for the User, Prentice Hall, 1999. [12] O. Cangea, Identificarea sistemelor, MatrixRom, Bucureşti, 2008. [13] K. György, Rendszeridentifikáció (Identificarea sistemelor), notiţe de curs, 2010. [14] Tanenbaum A., Számítógép-architektúrák, Panem Budapest, 2006. Bakó László Számítógép architektúrák : előadás jegyzet, Sapientia EMTE Műszaki és Humántudományok Kar. [21] Kutasi D. Nimród, Folyamatirányító számítógépek - előadásjegyzet. Sapientia EMTE belső hálózat. [22] Ajtonyi I., Gyuricza I., Programozható irányítóberendezések, hálózatok es rendszerek. MK, 2002. [15] Eugen Coca, Sisteme cu microprocesoare Editura Matrixrom, Bucuresti, 2008. [16] Arató Péter, Logikai rendszerek tervezése, Bp., Műegyetemi Kiadó, 2001. [17] Madarász László, PIC16C mikrovezérlők Kecskemét, Kecskeméti Műszaki Főiskola, 2000. [18] Madarász László, PIC18C mikrovezérlők Kecskemét, Kecskeméti Műszaki Főiskola, 2000. [19] D. Ibrahim, Microcontroller Based Applied Digital Control, John Wiley & Sons, 2006. [20] Steven F. Barrett and Daniel J. Pack, Microcontrollers Fundamentals for Engineers and Scientists, Morgan & Claypool, 2006.
